Hvad er et polært molekyle?

Hvert molekyle har en tredimensionel "form" af elektriske ladninger, der kommer fra protoner og elektroner i de atomer, det er lavet af, og hvordan de er arrangeret i rummet. I nogle molekyler er ladningerne spredt forholdsvis jævnt. For andre samles negative ladninger i den ene ende, hvilket gør den anden ende positiv. Polære molekyler udgør sidstnævnte tilfælde. Den ujævne fordeling af ladninger giver dem en tydelig elektrisk polaritet.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Et polært molekyle har en positiv elektrisk ladning på den ene side og en negativ ladning på den modsatte side.
Hvad er gebyret?

Polariteten eller ikke-polariteten af et molekyle handler om, hvordan elektriske ladninger fordeles mellem dets atomer. For et individuelt atom er ladefordelingen ligetil: Protonerne med den positive ladning er alle i kernen, og elektronerne, der kredser om kernen, er alle negative. Protonerne og elektronerne udbalancerer i et neutralt atom, og atomet har en netto negativ eller positiv ladning, hvis det vinder eller mister elektroner. Under alle omstændigheder, hvis en lille imaginær observatør "ser" den elektriske ladning af et atom, ser det meget ens udefra. Den ene side eller del adskiller sig ikke meget fra den anden.

For molekyler bliver billedet kompliceret. Bindingerne mellem atomer kan være regelmæssige og velordnede, eller de kan være strakt, bøjet eller på anden måde anstrengt.
Kom i form

Et par forskellige faktorer påvirker molekylets form, herunder atomernes elektronegativitet involveret, antallet af atomer i molekylet og typerne af bindinger mellem atomer. Hvis et molekyle har en høj grad af symmetri, det vil sige, hvis atomerne danner en lige linje, en ring eller en anden regelmæssig form med lige sider, er chancerne for, at det ikke er polært. De negative ladninger af elektronskyerne i sådanne former har en tendens til at udjævnes over hele molekylet. Imidlertid er molekyler med fremspring, bøjninger, buler og kinks typisk polære. Den uregelmæssige form af disse molekyler tvinger de elektriske ladninger til at samle sig, hvilket efterlader den ene side mere negativ og den anden mere positive. Når den ene ende af et molekyle er mere negativ end den anden, kalder en kemiker det en dipol. Den har to forskellige elektriske poler, den ene positive, den anden negativ. Mængden af ladningsforskellen over et molekyle giver en mængde kaldet dipolmomentet. For molekyler med en jævn ladningsfordeling er dipolmomentet lille, men med stigende ladningsforskel bliver det polære moment større. Dipolmomentet fortæller dig, hvor svagt eller stærkt polært molekylet er.
Polære molekyler klæber sammen.

Et molekyls dipolmoment påvirker kraftigt, hvordan det opfører sig. For eksempel er vand et polært molekyle. Oxygenatomet trækker elektronerne fra brintatomerne over til den ene side, idet de udsætter protonerne og gør hydrogensiden positiv, mens iltsiden bliver negativ. De positive-negative attraktioner mellem vandmolekyler får dem til at samle sig i grupper som en tusindfrydskæde af magneter. Dette påvirker, hvordan iskrystaller dannes til snefnug, og hvordan vand opløser andre polære og ioniske stoffer.